BMW: Praxistests mit Wasserstoff-SUV

BMW startet die Alltagserprobung von seriennahen Fahrzeugen mit Wasserstoff-Brennstoffzellen-Antrieb. Mit den Prototypen des „i Hydrogen NEXT“ wird das Zusammenwirken zwischen dem CO2-freien Antrieb, der modellspezifischen Fahrwerkstechnik und den Systemen der Fahrzeugelektronik unter praxisnahen Bedingungen auf den Straßen europaweit getestet.

BMW will 2022 sein erstes Wasserstoff-Fahrzeug in Kleinserie auf den Markt bringen. Zurzeit werden alle Komponenten im Praxistest auf europäischen Straßen gecheckt. Foto: BMW

Der BMW i Hydrogen NEXT ist ein rein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, das Wasserstoff als Energieträger nutzt und diesen in einer Brennstoffzelle zu Strom umwandelt. Mit dem jetzt gestarteten Erprobungsprogramm werden die Voraussetzungen dafür geschaffen, Ende 2022 eine Kleinserie des auf der Basis des X5 entwickelten Modells präsentieren zu können. Diese Fahrzeuge dienen dazu, in einem breitangelegten Feldversuch Praxiserfahrungen beim Einsatz dieser nachhaltigen Antriebstechnologie zu gewinnen.

Die Wasserstoff-Brennstoffzellen-Technologie besitzt langfristig das Potenzial, eine Ergänzung zu Verbrennungsmotoren, Plug-in-Hybrid-Systemen und batterieelektrischen Fahrzeugen darzustellen. Sie kann zukünftig besonders für jene Kunden eine attraktive Alternative zu batterieelektrischen Antrieben sein, die keinen eigenen Zugang zu elektrischer Ladeinfrastruktur haben oder häufig auf Langstrecken unterwegs sind. „Besonders bei größeren Fahrzeugklassen ist die Wasserstoff-Brennstoffzellen-Technologie eine interessante Option für nachhaltige Antriebe“, sagt Frank Weber, Mitglied des Vorstands der BMW AG für Entwicklung.

Ähnlich wie der Kraftstoff-Tank eines konventionellen Verbrennungsmotor-Modells lassen sich auch die Wasserstoff-Tanks des BMW i Hydrogen NEXT innerhalb von drei bis vier Minuten mit Energie füllen, die unter allen Witterungsbedingungen für mehrere Hundert Kilometer Reichweite sorgt.

Ein zentrales Element der jetzt gestarteten Erprobung des BMW i Hydrogen NEXT auf der Straße ist die Feinabstimmung der Software, mit der alle Fahr- und Betriebsfunktionen gesteuert werden. Zuvor sind bereits das Brennstoffzellen-System, die Wasserstoff-Tanks und die Leistungspuffer-Batterie ebenso wie das zentrale Fahrzeug-Steuergerät sowohl individuell als auch gemeinsam in Hunderten von Testläufen auf Prüfständen erprobt worden. Dieser Funktionserprobung folgt jetzt der Praxis-Test auf der Straße. Das intensive Programm unter Alltagsbedingungen und über Tausende von Kilometern im realen Verkehrsgeschehen dient den Entwicklungsingenieuren zur Absicherung aller Komponenten in Bezug auf Effizienz, Sicherheit, Komfort und Zuverlässigkeit.

Im BMW i Hydrogen NEXT kommen Brennstoffzellen aus der Produkt-Entwicklungs-Kooperation mit der Toyota Motor Corporation zum Einsatz. Die einzelnen Zellen der Brennstoffzelle stammen von Toyota. Der als Stack bezeichnete Brennstoffzellen-Stapel sowie das Gesamtantriebssystem sind originäre Entwicklungen der BMW Group.

Das Gesamtantriebssystem des Wasserstoff-SUV kombiniert die Wasserstoff-Brennstoffzellen-Technologie mit BMW eDrive Technologie der fünften Generation, wie sie bereits im iX3 sowie schon bald auch im iX und im i4 erlebbar ist. Die Energiegewinnung in der Brennstoffzelle erfolgt als Ergebnis einer chemischen Reaktion zwischen dem mitgeführten Wasserstoff mit Sauerstoff aus der Luft. Dabei wird eine elektrische Leistung von 125 kW/170 PS erzeugt. Ein unterhalb der Brennstoffzelle angeordneter elektrischer Wandler passt deren Spannungsniveau an das des Elektromotors an, der für den Antrieb des Fahrzeugs sorgt. Für dynamische Beschleunigungsmanöver und Zwischenspurts zum Überholen wird zusätzlich die in einer Leistungspuffer-Batterie gespeicherte Energie genutzt. Damit steht eine Systemleistung von 275 kW/374 PS zur Verfügung, die exakt dem Niveau des derzeit stärksten in BMW Modellen eingesetzten Reihensechszylinder-Ottomotors entspricht und damit für markentypische Fahrdynamik sorgt.

Die in der Leistungspuffer-Batterie gespeicherte Energie wird auf besonders effiziente Weise während der Fahrt mittels Rekuperation in Schub- und Bremsphasen gewonnen. Der zur Versorgung der Brennstoffzelle benötigte Wasserstoff wird in zwei 700-bar-Tanks aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK) gespeichert. Gemeinsam fassen sie sechs Kilogramm Wasserstoff. Bei seiner präzise gesteuerten Reaktion mit Sauerstoff in der Brennstoffzelle wird Strom erzeugt und als einzige Emission des Antriebs Wasserdampf freigesetzt. Quelle: BMW / DMM